泡狀入流條件下離心泵葉輪內(nèi)氣液兩相流動(dòng)特性及對(duì)泵性能影響實(shí)驗(yàn)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-08 15:44
在泡狀入流條件下,當(dāng)來(lái)流氣泡在離心泵葉輪內(nèi)聚集到一定程度時(shí),會(huì)導(dǎo)致離心泵性能突然下降,發(fā)生泵喘振現(xiàn)象,嚴(yán)重情況下會(huì)堵塞葉輪流道,產(chǎn)生氣鎖效應(yīng)。這不僅大大降低了離心泵使用壽命,而且影響正常生產(chǎn)。泵喘振現(xiàn)象的出現(xiàn)與離心泵內(nèi)氣液兩相流動(dòng)特性有關(guān),特別是葉輪內(nèi)流型、氣泡運(yùn)動(dòng)及形態(tài)變化對(duì)離心泵性能產(chǎn)生重要影響。因此,本文通過(guò)建立離心泵可視化觀測(cè)平臺(tái),研究了離心泵葉輪內(nèi)流型及其內(nèi)氣泡變化過(guò)程,獲得離心泵葉輪內(nèi)氣液兩相流動(dòng)特性及對(duì)泵性能影響規(guī)律。主要結(jié)論和認(rèn)識(shí)如下:(1)獲得了離心泵葉輪內(nèi)氣液兩相流型,繪制了相應(yīng)的流型圖,揭示了入口參數(shù)對(duì)葉輪內(nèi)流型的影響規(guī)律。葉輪內(nèi)存在氣泡流型、凝聚氣泡流型、氣囊流型、分離流型四種典型流型;實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了入口體積含氣率是導(dǎo)致流型發(fā)生轉(zhuǎn)變最直接的因素;隨著液體流量和轉(zhuǎn)速的增加,氣體占據(jù)葉輪流道面積減少,在一定入口含氣率下流型發(fā)生轉(zhuǎn)變。(2)查清了四種流型下氣泡動(dòng)力學(xué)行為,概括了氣泡形態(tài)變化過(guò)程。葉輪流道內(nèi)氣泡傾向于從入口處葉片吸力側(cè)運(yùn)動(dòng)到出口處葉片壓力側(cè),氣泡動(dòng)力學(xué)行為直接導(dǎo)致葉輪內(nèi)的流型的變化;入口體積含氣率的增加致使流道內(nèi)氣泡聚結(jié)傾向增加,氣泡形態(tài)隨之發(fā)生變化,最終滯...
【文章來(lái)源】:西安理工大學(xué)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:82 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)整體實(shí)物圖
(g)氣泡發(fā)生裝置 (h)氣液分離裝置 (i)可視化觀測(cè)系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)圖 2-3 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要設(shè)備實(shí)物圖Fig 2-3 Experimental system main equipment physical drawings圖 2-2 為實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)整體實(shí)物圖,主要部分如圖 2-3 所示。主要設(shè)備有:(a)供水系統(tǒng):3 臺(tái)水泵和儲(chǔ)水箱;(b)供氣系統(tǒng):空氣壓縮機(jī)、儲(chǔ)氣罐和兩套過(guò)濾器;(c)氣體層流質(zhì)量流量計(jì)(d)科式液體質(zhì)量流量計(jì)(e)變頻器:一臺(tái)可改變電機(jī)工作頻率的控制設(shè)備;(f)扭矩傳感器及兩個(gè)聯(lián)軸器(g)自制氣液混合器(h)自行設(shè)計(jì)的氣液分離器(i)可視化觀測(cè)系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng):可視化觀測(cè)系統(tǒng):離心泵可視化觀測(cè)裝置、溫度、壓力、差壓傳感器、高速攝像系統(tǒng);數(shù)據(jù)采集系統(tǒng):數(shù)據(jù)采集板、計(jì)算機(jī)等。表 2-1 為實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中主要的設(shè)備參數(shù)。表 2-1 設(shè)備主要參數(shù)表Table 2-1 List of main equipment parameters
有機(jī)玻璃具有透光性好、便于加工、重量輕、表測(cè)裝置實(shí)物圖如圖 2-5 所示。殼左半部 3-蝸殼右半部 4-固定板 5-葉輪 6-進(jìn)口法蘭段 7-直、 11-泵軸 12-聯(lián)軸器 a 13-扭矩轉(zhuǎn)速傳感器 14-聯(lián)軸器 b 15-電機(jī) 16傳感器支座 19-電機(jī)支座 20-卡槽 21-穩(wěn)流板圖 2-4 離心泵可視化觀測(cè)裝置結(jié)構(gòu)圖ig 2-4 Structural chart of visual observation device for centrifugal pum
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]氣液兩相條件下離心泵葉輪受力分析[J]. 李佳楠,劉小兵,袁帥,江啟峰. 熱能動(dòng)力工程. 2018(08)
[2]氣液兩相條件下進(jìn)口含氣率對(duì)離心泵相似定律的影響[J]. 司喬瑞,崔強(qiáng)磊,袁壽其,張克玉,曹睿,唐苑峰. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2018(02)
[3]基于非均相流模型的離心泵氣液兩相流動(dòng)數(shù)值研究[J]. 袁建平,張克玉,司喬瑞,周幫倫,唐苑峰,金中坤. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2017(01)
[4]氣液兩相條件下離心泵內(nèi)部流態(tài)及受力分析[J]. 李貴東,王洋,鄭意,馬小虎,梁龍一,胡日新. 排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2016(05)
[5]螺旋軸流泵內(nèi)氣液兩相流型可視化研究[J]. 張金亞,蔡淑杰,朱宏武,強(qiáng)睿. 工程熱物理學(xué)報(bào). 2015(09)
[6]氣液兩相下離心泵內(nèi)部流動(dòng)數(shù)值模擬[J]. 劉瑞華,李貴東,王洋. 排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2015(08)
[7]含氣率對(duì)AP1000核主泵影響的非定常分析[J]. 付強(qiáng),習(xí)毅,朱榮生,袁壽其,王秀禮. 振動(dòng)與沖擊. 2015(06)
[8]葉片式混輸泵氣液兩相非定常流動(dòng)特性分析[J]. 余志毅,劉影. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2013(05)
[9]1000MW核主泵失水事故工況下氣液兩相流分析[J]. 朱榮生,鄭寶義,袁壽其,付強(qiáng),王秀禮. 原子能科學(xué)技術(shù). 2012(10)
[10]壓水堆核電站一回路工況變化對(duì)主泵主要機(jī)械性能的影響[J]. 王勤湖,李社坤,盧文躍,于海峰,曹智鵬. 核動(dòng)力工程. 2005(S1)
碩士論文
[1]氣液兩相條件下離心泵內(nèi)部流動(dòng)特性數(shù)值計(jì)算和試驗(yàn)研究[D]. 張克玉.江蘇大學(xué) 2017
本文編號(hào):3271859
【文章來(lái)源】:西安理工大學(xué)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:82 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)整體實(shí)物圖
(g)氣泡發(fā)生裝置 (h)氣液分離裝置 (i)可視化觀測(cè)系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)圖 2-3 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要設(shè)備實(shí)物圖Fig 2-3 Experimental system main equipment physical drawings圖 2-2 為實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)整體實(shí)物圖,主要部分如圖 2-3 所示。主要設(shè)備有:(a)供水系統(tǒng):3 臺(tái)水泵和儲(chǔ)水箱;(b)供氣系統(tǒng):空氣壓縮機(jī)、儲(chǔ)氣罐和兩套過(guò)濾器;(c)氣體層流質(zhì)量流量計(jì)(d)科式液體質(zhì)量流量計(jì)(e)變頻器:一臺(tái)可改變電機(jī)工作頻率的控制設(shè)備;(f)扭矩傳感器及兩個(gè)聯(lián)軸器(g)自制氣液混合器(h)自行設(shè)計(jì)的氣液分離器(i)可視化觀測(cè)系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng):可視化觀測(cè)系統(tǒng):離心泵可視化觀測(cè)裝置、溫度、壓力、差壓傳感器、高速攝像系統(tǒng);數(shù)據(jù)采集系統(tǒng):數(shù)據(jù)采集板、計(jì)算機(jī)等。表 2-1 為實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中主要的設(shè)備參數(shù)。表 2-1 設(shè)備主要參數(shù)表Table 2-1 List of main equipment parameters
有機(jī)玻璃具有透光性好、便于加工、重量輕、表測(cè)裝置實(shí)物圖如圖 2-5 所示。殼左半部 3-蝸殼右半部 4-固定板 5-葉輪 6-進(jìn)口法蘭段 7-直、 11-泵軸 12-聯(lián)軸器 a 13-扭矩轉(zhuǎn)速傳感器 14-聯(lián)軸器 b 15-電機(jī) 16傳感器支座 19-電機(jī)支座 20-卡槽 21-穩(wěn)流板圖 2-4 離心泵可視化觀測(cè)裝置結(jié)構(gòu)圖ig 2-4 Structural chart of visual observation device for centrifugal pum
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]氣液兩相條件下離心泵葉輪受力分析[J]. 李佳楠,劉小兵,袁帥,江啟峰. 熱能動(dòng)力工程. 2018(08)
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[3]基于非均相流模型的離心泵氣液兩相流動(dòng)數(shù)值研究[J]. 袁建平,張克玉,司喬瑞,周幫倫,唐苑峰,金中坤. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2017(01)
[4]氣液兩相條件下離心泵內(nèi)部流態(tài)及受力分析[J]. 李貴東,王洋,鄭意,馬小虎,梁龍一,胡日新. 排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2016(05)
[5]螺旋軸流泵內(nèi)氣液兩相流型可視化研究[J]. 張金亞,蔡淑杰,朱宏武,強(qiáng)睿. 工程熱物理學(xué)報(bào). 2015(09)
[6]氣液兩相下離心泵內(nèi)部流動(dòng)數(shù)值模擬[J]. 劉瑞華,李貴東,王洋. 排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2015(08)
[7]含氣率對(duì)AP1000核主泵影響的非定常分析[J]. 付強(qiáng),習(xí)毅,朱榮生,袁壽其,王秀禮. 振動(dòng)與沖擊. 2015(06)
[8]葉片式混輸泵氣液兩相非定常流動(dòng)特性分析[J]. 余志毅,劉影. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2013(05)
[9]1000MW核主泵失水事故工況下氣液兩相流分析[J]. 朱榮生,鄭寶義,袁壽其,付強(qiáng),王秀禮. 原子能科學(xué)技術(shù). 2012(10)
[10]壓水堆核電站一回路工況變化對(duì)主泵主要機(jī)械性能的影響[J]. 王勤湖,李社坤,盧文躍,于海峰,曹智鵬. 核動(dòng)力工程. 2005(S1)
碩士論文
[1]氣液兩相條件下離心泵內(nèi)部流動(dòng)特性數(shù)值計(jì)算和試驗(yàn)研究[D]. 張克玉.江蘇大學(xué) 2017
本文編號(hào):3271859
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